在浩瀚无垠的广袤宇宙中,除了人类所能发现和看见的有形星体之外,似乎在宇宙中还存在着无形(看不见)的星体,甚至这些无形的天体还要占有更大的比例。其中黑洞(还有白洞)就是人们最先努力去发现和探究的特殊天体对象之一。那么,究竟有没有黑洞呢?
美国航空航天局曾宣布,“哈勃”太空望远镜拍摄到的天体照片为宇宙中存在“黑洞”的假设提供了证据。1994年1月27日,“哈勃”望远镜携带的广视野星际照相机摄取了室女星座中M87星系中心存在旋涡状气体云盘的照片,使美国太空望远镜科学家霍兰·福特博士和马里兰州应用研究公司的理查德。哈姆斯博士感到非常惊奇。哈姆斯博士介绍说,太空望远镜观测的范围相距云盘中心大约60光年,围绕中心的大部分是氢气,温度在1万摄氏度左右,已处于电离状态。通过计算,天文学家认为,促使云盘高速旋转的盘状区域中心,存在着质量相当于30亿个太阳,而体积却并不超过太阳系大小的致密天体。鉴于周围并不存在产生如此巨大引力的其他天体,惟一的解释是致密天体就是人们长久寻找的“黑洞。”“黑洞”是一个新发现的隐形天体,关于它的特性虽然有不少假说,一般认为它吸引力极大,连光线都吸人其内,质量致密,具有边界,界内界外特性不同……但上述还只是一种假说,它的真正内幕还有待发现。相信彻底揭开其真相的日子不会太遥远。
宇宙“白洞”之谜
有些人认为,宇宙是对称的,有此必有彼。当人们热衷于讨论“黑洞”的时候,又有人针锋相对地提出了“白洞”之说。
白洞是广义相对论所预言的一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似,它也有一个封闭的边界。聚集在白洞内部的物质,只可以经边界向外运动,而不能反向运动。因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射。白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑}同相同。白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞学说主要用来解释一些高能天体现象。有人认为,类星体的核心就可能是一个白洞。当白洞内中心点附近所聚集的超密态物质向外喷射时,就会同它周围的物质发生猛烈碰撞,而释放出巨大的能量。因此,有些x射线、宇宙射线、射电爆发、射电双源等现象,可能与白洞的这种效应有关。白洞目前还只是一种理论模型,尚未被观测所证实。人们猜测图中星系带有白洞的某些特征。
我们知道,黑洞是极端“自私”的,它就像一个贪得无厌的野兽,张开大口,吞食着宇宙中的一切物质。只要进入它的“视界”之内,就休想再出来,其中包括光。那么,它把物质吞进去之后,又消化到哪里去了呢?要知道物质是不灭的。于是“日洞”之说便应运而生。
白洞的“性格”与黑洞截然相反,它允许内部的超高密度物质离开它的边界,进入广阔的太空,却不允许任何物质进入它的边界之内。换句话说,它向外界发出辐射,抛出最终能够构成气体和恒星的物质,却不肯吸收外界的物质来“中饱私囊”。正因为它具有这样的特性,人们就很自然地把它同x射线爆发、γ射线爆发,以及超新星爆发等现象联系起来。
白洞不断向空间喷射物质,那么谁为它提供“后勤供应”呢?有人认为,白洞那源源不断的能源取自黑洞。进入黑洞的物质并不是完全被它消化了,而是以“热辐射”的方式稳定地向外发射粒子,科学家们称之为“自发蒸发”。英国物理学家霍金经研究发现,黑洞具有一定的温度,其数值与黑洞的质量成反比。自发蒸发使黑洞质量减少,温度升高,又反过来促使自发蒸发加剧。由于这样正反促进,使黑洞的蒸发愈演愈烈,最后便以“反坍缩”形式猛烈爆发,形成不断向外喷射物质的白洞。黑洞把宇宙中物质吞食了,白洞又把物质归还给宇宙,这是一个多么和谐的宇宙啊!
前苏联学者诺维柯夫把白洞的形成同宇宙大爆炸理论联系起来,提出了“延迟核”理论。他认为,宇宙在大爆炸的最初时刻,由于爆发的不均匀,有些超高密度物质并没有立刻膨胀,而是过了一段时间才发生爆炸,成为新的局部膨胀的核心,这就是白洞。
不过,白洞目前仍像黑洞一样,还没有实际证据证实它的存在。
宇宙电波之谜
1924年8月20曰下午1点50分到23日晚上lI点50分,进行研究的特德博士在火星最接近地球处(火星与地球问的距离为5600万公里),捕捉到了一种奇怪的电波。“这是怎么回事儿?会不会是太空人发来的信号?”特德博士自语道。可是他始终未弄清这种奇怪的电波来自何方,表示什么意思。
1958年10月,人造卫星进入太空。在卫星上装置的大型电波跟踪装置也接收到来路不明、意思不清的奇怪电波。它使得美苏宇航基地的工作人员手足无措,大惑不解。
1974年3月12日,前苏联“火星6号”密封仓在火星上着陆,向地球发回了照片。从照片上可以清楚地看到干裂的河床。这次调查否定了火星上存在高级生物、运河等推断,这也就否定了上述奇怪的电波来自火星的可能。
但是,科学家们认为几次出现的奇怪电波肯定不是来自人类居住的地球本身。那么它会不会是处星人发来的电波呢?它们又是什么意思呢?
“银河气弧”之谜
宇宙中的现象确实奥秘无穷。有些天体现象用我们今天的眼光和科学矢口识一时还无法理解和想象。比如“银河气弧”现象就十分神奇和玄妙。
美国天文学家莫里斯等人利用国家天文台的巨大天线阵,观察到银河系中心有一道由星际圆盘伸延而出的巨型气弧,它“颇为壮观”,“与银河系圆盘几乎垂直”。我们就称之为“银河气弧”吧。
这个特大尺寸的气弧的长度估计在150光年以上,它射出强烈的无线电波。观察表明,气弧是由长条丝状体组成,它们就像绳索一样,能随意扭转。这道气弧的存在,似乎暗示着一个磁场正从圆盘伸展出来。虽然该磁场也具有南北磁极,但并非对称分布。好多国家的天文台在介绍天体奥秘时都谈到银河气弧,并且有形象的录相播放。那么银河中心的这种‘‘偶极磁场”对于星系的形成究竟会产生什么作用呢?天文学界对“银河气弧”正进行着探讨和研究。
来自太空的“特技演员”之谜
美国好莱坞著名导演史蒂芬宁格为了拍摄反映太空战争的影片,公开招聘特技演员,其中有一位应聘者引起了他极大的兴趣。这是一个默不作声、也没有在登记表格上留下姓名的“怪人”。
在试镜头时,他遵照导演的要求,不断地按动自备的一部“微型传真机”上的键盘。霎时,摄影棚里便“冒”出奇特景象:在漆黑的布景上,繁星点点,一艘前所未见的巨型太空船与一群太空人(都有着紫绿色的面孔、数不清牙齿的口腔,甚至面部不停蠕动的皱褶和体内流动的**也依稀可见)迎面飞来,越飞越近……导演大喜过望,当即与这位来历不明的“怪人”签订了合同。
不久,“怪人”的超人才能引起了美国中央情报局的注意。有人推断,他可能来自太空。后来,“怪人”在参加拍摄一部有关火山爆发的影片时被警方拘捕。他被关押在特殊的监狱里。但几乎与此同时,好莱坞所有制片区却忽然像地震一般晃动起来。史蒂芬宁格怀疑是“怪人”制造的幻觉。然而,当他赶到拘留所时,“怪人”早已失踪。
美国中央情报局特工人员在拘留所里发现了那部神秘的“传真机”。专家们认为,这是十分危险的工具。因为它能收集任何人的脑思维电波,制出诸如“古罗马城”、“太空战争”的各类幻觉;而它拥有的能量还足以成威力无比的杀人武器。不过,这部“传真机”由于缺少其中的“埘合器”而已成为废物。“对合器”是“怪人”带走了吗?他又到哪里去了呢“
宇宙中会发生交通事故吗
在繁忙的都市中,汽车川流不息,不仅会使道路堵塞,有时还会发生相互碰撞等交通事故。那么,在茫茫字宙中,比汽车还要多的星星,它们在运行时会不会发生相互碰撞的“交通事故”呢?
从我们地球的角度出发,月亮是离我们最近的星球,但它离地球的平均距离仍然有38万多千米。月球有规律地绕着地球运转,不幺同地球相撞。
太阳是离地球最近的恒星,但它离地球有1.5亿千米。地球有规律地沿着一定轨道绕着太阳公转,也不会和太阳碰上。
至于太阳系中的其他成员,太阳的引力迫使它们各就各位,在自己的轨道上有序地运行,相互之间也不会碰撞。
太阳系以外的宇宙空间里,恒星之间的平均距离在10光年以上,相距非常遥远。而且,太阳以及其他银河系里的恒星,都十分有规律地在围绕银河系中心旋转。据科学家测算,恒星碰在一起的概率大约每100亿亿年才会发生一次。
不过,在太阳系中,有时会发生彗星撞击行星和太阳的“交通事故”。比如1979年曾出现一颗掠日慧星,它以每秒560千米的高速撞向太阳。再比如1994年,苏梅克一列维9号彗星撞上了太阳系中最大的行星——木星,在木星表面留下了如地球般大的撞击痕迹。另外,陨星坠落也是因碰撞现象引起的。
宇宙中有没有反物质
我们都知道,目前人类观测到的世界是由物质构成的,而物质又是由原子构成的。原子的中心是原子核,原子核是由质子和中子组成的,另外还有电子在围绕原子核高速旋转。原子核里的质子带正电荷,电子带负电荷,它们携带的电量相等。从它们的质量比较上看,质子是电子的1840倍,形成了强烈的不对称性。因此,本世纪初有一些科学家就提出疑问,两者相差这么悬殊,会不会存在另外一种粒子,这种粒子与基本粒子电量相等而电荷相反?
1978年8月,欧洲一些物理学家成功地分离并储存了300个反质子达85个小时。1979年,美国新墨西哥州州立大学的科学家把一个有60层楼高的巨大氢气球放到离地面35千米的高空,气球飞行了8个小时,他们宣布捕获了28个反质子。从此,人们开始相信,每种粒子都有相应的反粒子。目前,科学家利用高能加速器已制造出了反氘核和反氦核。
既然有反粒子的存在,人们很自然地联想到反氢分子、反元素、反分子,由此便构成了一个反物质世界。有人进一步提出假说:宇宙是由等量的物质和反物质构成的。如果真有反物质世界,那么,它只有不与物质会合才能存在。可物质和反物质怎样才能不会合呢?怎样才能判断出宇宙中哪些天体是物质,哪些又是反物质呢?为什么我们抽知道的世界中反物质会这么少?这些都是留待人们去解开的谜团。
宇宙大小之谜
每当人们翘首仰望茫茫天空、神驰遐想之时,总是有人提出这样的疑问:宇宙究竟有多大?有没有尽头呢。
在太阳的周围,有地球、金星、火星、木星等大小不同的九个行星在不停地运转,这就是太阳系。那么在太阳系以外又是一个怎样的世界呢?那是一个聚集着约2亿颗像太阳一样的恒星的银河系。银河系像一块铁饼,直径为10万光年,中心部分厚度为15000光年。如果飞出银河系,又会到什么地方呢?在那里,有无数像银河系一样的世界,叫做星云。与银河系邻近的是仙女座流星群。这个流星群和银河系大小、形态大致相同,大约聚集着2000亿颗恒星。
1929年,美国的哈佛尔发现:所有星云正离我们远去。比如离我们约2。5亿光年的发座星云以每秒6700公里的速度,5.7亿光年外的狮子座以每秒19500公里的速度,12.4亿光年外的牵牛座星以每秒39400公里的惊人速度,纷纷离我们远去。